2019年暖通工程師考點：地源熱泵中央空調(diào)機組

地源熱泵中央空調(diào)機組工作原理

地源熱泵技術是利用地球表層的土壤(巖石)和水體(地下水、海洋、河流和湖泊等)吸收太陽能和地熱能而形成的低位熱能資源，并采用熱泵原理，通過少量的電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。

在中央空調(diào)系統(tǒng)中熱泵機組可以實現(xiàn)一機三用的功能，即冬季以冷凝器放出熱量來供熱采暖，夏季以蒸發(fā)器吸收熱量來制冷，四季可以通過冷凝器端的熱量制備生活熱水，并且夏季以制冷為目的時制備熱水可以認為是免費的。

地源熱泵中央空調(diào)機組，是一項高效節(jié)能型、環(huán)保型并能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新技術，它既不會污染地下水，又不會影響地面沉降。

任何一種設備都有其工作溫度范圍，人也是如此，環(huán)境溫度超過人類的生存范圍，人也無法生存?？照{(diào)與制冷系統(tǒng)也是如此。空調(diào)系統(tǒng)的溫度工作范圍，在夏季制冷時，冷凝器(室外機)的冷凝溫度是42℃;冬季制熱時，蒸發(fā)器(室內(nèi)機)的蒸發(fā)溫度是-5℃。超過這個這個溫度范圍，夏季時制冷效率降低，冬季時，制熱效率降低。這就是為什么空調(diào)為什么不適合北方冬季制熱的原理。

眾所周知夏季環(huán)境空氣溫度高于當?shù)氐牡叵滤⒌乇硭?、土壤的溫度，冬季環(huán)境溫度低于當?shù)氐牡叵滤?、地表水、土壤的溫度。土壤相當一個冷熱源的蓄能器，地下越深，恒溫效果越好。在地下十米以下，無論冬季或夏季，地下溫度都能保持在13℃左右不變。

因此，夏季地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)制冷時用地下水將冷凝器冷卻;冬季地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)制熱時用地下水將蒸發(fā)器升溫，這樣，不僅提高了空調(diào)系統(tǒng)的工作效率，同時也提高了空調(diào)的制冷/熱的效果，更主要的是也節(jié)省了能源。據(jù)我們的經(jīng)驗，設計安裝良好的地源熱泵，平均可以節(jié)省用戶30%～40%的冬季采暖或夏季制冷空調(diào)運行費用。

土壤源熱泵空調(diào)也叫地源熱泵空調(diào)，就是在地下埋設管道作為換熱器，管道與熱泵機組連接形成閉式環(huán)路，管道中有液體流動通過循環(huán)將熱泵機組的凝結熱通過管道散入地下(供冷工況)，或從大地吸取熱量供給熱泵機組向建筑物供熱(供熱工況)。

土壤源熱泵換熱器有多種形式，如水平埋管、豎直埋管等。這兩種埋管型式各有自身的特點和應用環(huán)境。在中國采用豎直埋管更顯示出其優(yōu)越性：節(jié)約用地面積，換熱性能好，可安裝在建筑物基礎、道路、綠地、廣場、操場等下面而不影響上部的使用功能，甚至可在建筑物樁基中設置埋管，見縫插針充分利用可利用的土地面積。

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